Чому дорівнює маса алюмінію, одержаного за 10 годин внаслідок електролізу розплаву AlCl3 струмом 10 А? Запишіть процеси, що відбуваються на електродах. Валентність 3
Маса в кг

Объяснение:

Дано:

КПД = 40%       или   η = 0,40

m₁ = 1 т = 1000 кг

c = 4200 Дж / (кг·°С)

L = 22,6·10⁵ Дж/кг

m₂ = m₁/2 = 500 кг

t₁ = 20°C

t₂ = 100°C

q = 4,4·10⁷ Дж/кг

m - ?

1)

Нагреваем воду до температуры кипения:

Q₁ = m₁·c·(t₂ - t₁) = 1000·4200·(100-20) ≈ 340 МДж

2)

Половину воды испаряем:

Q₂ = m₂·L = 500·22,6·10⁵ ≈ 1 130 МДж

3)

Общее количество теплоты на нагревание воды и испарение половины ее:

Q₁₂ = Q₁ + Q₂ = 340 + 1130 = 1470 МДж

4)

Сжигаем природный газ:

Q = q·m = 4,4·10⁷·m = 44·m    МДж

5)

КПД:

η = Q₁₂ / Q

0,40 = 1470 / (44·m)

0,40 = 33,4 / m

m = 33,4/0,40 ≈ 85 кг

Тем не менее выдвигаем гипотезу, что ВЕСЬ лед растаял и проверим уравнение теплового баланса...
1)
Вода остыла до температуры t:
Q₁ = c₁*m₁(t₁  - t) = 4200*0,100*(10-t) = 420*(10-t) = (4200 - 420*t) Дж.

2)
Остыл и железный сосуд:
Q₂ = c₂*m₂*(t₂-t) = 460*0,200*(10-t) =92*(10-t) = (920 - 92*t) Дж.

3)
Таким образом, вода и посуда отдали количество теплоты:
Q₃ = Q₁+Q₂ =  4200 - 420*t + 920 - 92*t = (5120 - 512*t) Дж.          (1)

4)
Далее. Лед нагрелся от температуры (-10°С) до температуры плавления (0°С):
Q₄ = c₄*m₄*(0-t₄) = 2100*0,100*10 = 2 100 Дж.
5)
И лед расплавился:
Q₅ = m₄*λ = 0,100*330000 = 33 000 Дж

6)
Суммарное количество энергии:
Q₆ = Q₄+Q₅ = 2 100 + 33 000 = 35 100 Дж                 (2)

7)
А теперь приравняем (1) и (2)
5 120 - 512*t = 35 100

512*t  = - 29 980
t = - 58°C - что является полной чушью...
ответ:
Лед расплавился не весь (плавает в воде), температура получившейся воды 0°С

(А всё же лучше, если ты напишешь, что НА САМОМ ДЕЛЕ необходимо найти в этой задаче :) )